Einschwingvorgang

Der Einschwingvorgang, engl. transient effect (Attack time), ist der bei einem schwingungsfähigen System nach dem Einsetzen einer Zwangserregung oder im Allgemeinen asymptotisch erfolgende Übergang aus dem Ruhezustand in die stationäre, erzwungene Schwingung, bzw. bei nicht-oszillatorischer Anregung, z. B. durch eine Sprungfunktion, der Übergang in den stabilen Endzustand.

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Mit Einschwingzeit bezeichnet man dabei häufig die Zeitdauer, die vergeht, bis die betrachtete Größe den Bereich von ±10 % um den Endwert nicht mehr verlässt. Bei linearen Schwingungssystemen ist die Einschwingzeit dem Abklingkoeffizienten umgekehrt proportional. In Resonanzsystemen und Filtern dauert der Einschwingvorgang daher um so länger, je geringer ihre Frequenzbandbreite ist. Die Einschwingzeit von Bandfiltern begrenzt beispielsweise die Analysiergeschwindigkeit von Spektralanalysatoren, die nach dem Überlagerungsprinzip arbeiten. Im Einschwingvorgang linearer Schwingungssysteme überlagern sich exponentiell gedämpfte Eigenschwingung und die stationäre erzwungene Schwingung mit solchen Werten der freien Parameter, Amplituden und Phasen, dass die Anfangsbedingungen erfüllt sind. Bei speziellen Anfangsbedingungen kann der Einschwingvorgang verschwinden, im Allgemeinen ist er jedoch aus Stetigkeitsgründen notwendig. Zur quantitativen Behandlung von Einschwingvorgängen in linearen Systemen eignet sich besonders die Laplace-Transformation, weil sie zum Einen die zu lösenden Differentialgleichungen durch algebraische Gleichungen ersetzt und zum Anderen die Anfangsbedingungen von vornherein berücksichtigt.

Neuerdings bezeichnet man auch sehr schnelle, impulshafte, elektrische oder akustische Einschwingvorgänge mit dem Wort Transienten. Das sind höherfrequente, steile Signale (Schwingungen). Durch den Einschwingvorgang werden Naturklänge für unser Ohr eindeutig identifiziert, z. B. der Bogenanstrich einer Saite.

Literatur

• E. Meyer und D. Guicking, "Schwingungslehre", Vieweg-Verlag, Braunschweig, 1981, ISBN 3-528-08254-2

Siehe auch

• | Transienten | Elongation | Schwingbeschleunigung | Schwingung | Resonanz (Physik) | Harmonische Schwingung |

• Einschwingvorgang visualisiert - Die erzwungene Schwingung - Einschwingvorgang